【文章內(nèi)容簡介】 算機網(wǎng)絡(luò)傳送給其它所有回路的保護單元，各保護單元根據(jù)本回路的電流量和從計算機網(wǎng)絡(luò)上獲得的其它所有回路的電流量，進(jìn)行母線差動保護的計算，如果計算結(jié)果證明是母線內(nèi)部故障則只跳開本回路斷路器，將故障的母線隔離。在母線區(qū)外故障時，各保護單元都計算為外部故障均不動作。這種用計算機網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)的分布式母線保護原理，比傳統(tǒng)的集中式母線保護原理有較高的可靠性。因為如果一個保護單元受到干擾或計算錯誤而誤動時，只能錯誤地跳開本回路，不會造成使母線整個被切除的惡性事故，這對于象三峽電站具有超高壓母線的系統(tǒng)樞紐非常重要。由上述可知，微機保護裝置網(wǎng)絡(luò)化可大大提高保護性能和可靠性，這是微機保護發(fā)展的必然趨勢。 保護、控制、測量、數(shù)據(jù)通信一體化在實現(xiàn)繼電保護的計算機化和網(wǎng)絡(luò)化的條件下，保護裝置實際上就是一臺高性能、多功能的計算機，是整個電力系統(tǒng)計算機網(wǎng)絡(luò)上的一個智能終端。它可從網(wǎng)上獲取電力系統(tǒng)運行和故障的任何信息和數(shù)據(jù)，也可將它所獲得的被保護元件的任何信息和數(shù)據(jù)傳送給網(wǎng)絡(luò)控制中心或任一終端。因此，每個微機保護裝置不但可完成繼電保護功能，而且在無故障正常運行情況下還可完成測量、控制、數(shù)據(jù)通信功能，亦即實現(xiàn)保護、控制、測量、數(shù)據(jù)通信一體化。目前，為了測量、保護和控制的需要，室外變電站的所有設(shè)備，如變壓器、線路等的二次電壓、電流都必須用控制電纜引到主控室。所敷設(shè)的大量控制電纜不但要大量投資，而且使二次回路非常復(fù)雜。但是如果將上述的保護、控制、測量、數(shù)據(jù)通信一體化的計算機裝置，就地安裝在室外變電站的被保護設(shè)備旁，將被保護設(shè)備的電壓、電流量在此裝置內(nèi)轉(zhuǎn)換成數(shù)字量后，通過計算機網(wǎng)絡(luò)送到主控室，則可免除大量的控制電纜。如果用光纖作為網(wǎng)絡(luò)的傳輸介質(zhì)，還可免除電磁干擾?，F(xiàn)在光電流互感器(ota)和光電壓互感器(otv)已在研究試驗階段，將來必然在電力系統(tǒng)中得到應(yīng)用。在采用ota和otv的情況下，保護裝置應(yīng)放在距ota和otv最近的地方，亦即應(yīng)放在被保護設(shè)備附近。ota和otv的光信號輸入到此一體化裝置中并轉(zhuǎn)換成電信號后，一方面用作保護的計算判斷；另一方面作為測量量，通過網(wǎng)絡(luò)送到主控室。從主控室通過網(wǎng)絡(luò)可將對被保護設(shè)備的操作控制命令送到此一體化裝置，由此一體化裝置執(zhí)行斷路器的操作。1992年天津大學(xué)提出了保護、控制、測量、通信一體化問題，并研制了以tms320c25數(shù)字信號處理器(dsp)為基礎(chǔ)的一個保護、控制、測量、數(shù)據(jù)通信一體化裝置。 智能化近年來，人工智能技術(shù)如神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、遺傳算法、進(jìn)化規(guī)劃、模糊邏輯等在電力系統(tǒng)各個領(lǐng)域都得到了應(yīng)用，在繼電保護領(lǐng)域應(yīng)用的研究也已開始。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)是一種非線性映射的方法，很多難以列出方程式或難以求解的復(fù)雜的非線性問題，應(yīng)用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法則可迎刃而解。例如在輸電線兩側(cè)系統(tǒng)電勢角度擺開情況下發(fā)生經(jīng)過渡電阻的短路就是一非線性問題，距離保護很難正確作出故障位置的判別，從而造成誤動或拒動；如果用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法，經(jīng)過大量故障樣本的訓(xùn)練，只要樣本集中充分考慮了各種情況，則在發(fā)生任何故障時都可正確判別。其它如遺傳算法、進(jìn)化規(guī)劃等也都有其獨特的求解復(fù)雜問題的能力。將這些人工智能方法適當(dāng)結(jié)合可使求解速度更快。天津大學(xué)從1996年起進(jìn)行神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)式繼電保護的研究，已取得初步成果。可以預(yù)見，人工智能技術(shù)在繼電保護領(lǐng)域必會得到應(yīng)用，以解決用常規(guī)方法難以解決的問題。課程設(shè)計的主要任務(wù)：（1） 本設(shè)計為35KV降壓變電所。主變?nèi)萘繛?300KVA，電壓等級為35/10KV；（2） 搜集原始資料；（3） 完成對本系統(tǒng)的故障分析；（4） 對10kv線路繼電保護裝置、主變壓器繼電保護裝置設(shè)置、變電所的自動裝置的設(shè)計；（5） 對短路電流的整定與計算；（6） 主變繼電保護整定計算及繼電器選擇；（7） 完成設(shè)計報告。第二章 課程設(shè)計任務(wù)書設(shè)計基本資料本設(shè)計為35KV降壓變電所。主變?nèi)萘繛?300KVA，電壓等級為35/10KV。35KV供電系統(tǒng)圖,如圖1所示。系統(tǒng)參數(shù)：電源I短路容量：= 200MVA；電源Ⅱ短路容量：=250MVA；供電線路： L= L=15km，L= L=10km，線路阻抗：X=。 圖1 35KV系統(tǒng)原理接線圖35kv變電所主接線圖，如圖2所示 圖2 35kv變電所主接線圖10kv母線負(fù)荷情況，見下表：負(fù)荷名稱最大負(fù)荷（kv）功率因數(shù)回路數(shù)供電方式線路長度（km）織布廠1200 1架空線 8膠布廠1100 1 架空線 7 印染廠1400 2 架空線 13 配電所1500 2 架空線 10 煉鐵廠1700 2 架空線 10BB2主變?nèi)萘?、型號?300kVA之SF16300/35型雙卷變壓器，YΔ/11之常規(guī)接線方式，具有帶負(fù)荷調(diào)壓分接頭，可進(jìn)行有載調(diào)壓。其中Uk%=。運行方式：以SI、SⅡ全投入運行，線路L1~L4全投。DL1合閘運行為最大運行方式；以SⅡ停運，線路LL4停運，DL1斷開運行為最小運行方式。二、設(shè)計內(nèi)容： 1. 系統(tǒng)運行方式制定； 2. 短路電流計算； 選基值、計算各元件標(biāo)幺值、作序網(wǎng)絡(luò)圖、計算繼電保護自動裝置的整定、計算所需要的電氣參數(shù)、作短路電流計算結(jié)果表。 3. 繼電保護配置及整定計算：① 根據(jù)繼電保護設(shè)計技術(shù)規(guī)程結(jié)合本站一次電力系統(tǒng)接線圖給35KV 線路及變壓器配置相應(yīng)的繼電保護。 ② 根據(jù)繼電保護整定計算原則對變壓器、線路配置的繼電保護進(jìn)行整定計算。 三、設(shè)計依據(jù):1．設(shè)計任務(wù)書。2．國標(biāo)GB5006292《電力裝置的繼電保護和自動裝置設(shè)計規(guī)范》。四、設(shè)計成果 課程設(shè)計說明書。第三章 課程設(shè)計內(nèi)容及過程1 變電所繼電保護和自動裝置規(guī)劃 系統(tǒng)分析及繼電保護要求：本設(shè)計35/10KV系統(tǒng)為雙電源35KV單母線分段接線，10KV側(cè)單母線分段接線，所接負(fù)荷多為化工型，屬一二類負(fù)荷居多。 繼電保護的四項基本條件：為保證安全供電和電能質(zhì)量，繼電保護應(yīng)滿足四項基本要求，即選擇性、速動性、靈敏性和可靠性。 本系統(tǒng)故障分析：本設(shè)計中的電力系統(tǒng)具有非直接接地的架空線路及中性點不接地的電力變壓器等主要設(shè)備。就線路來講，其主要故障為單相接地、兩相接地和三相接地。:分為外部故障和內(nèi)部故障兩類。變壓器的外部故障常見的是高低壓套管及引線故障，它可能引起變壓器出線端的相間短路或引出線碰接外殼。變壓器的內(nèi)部故障有相間短路、繞組的匝間短路和絕緣損壞。：變壓器的不正常運行過負(fù)荷、由于外部短路引起的過電流、油溫上升及不允許的油面下降。 10KV線路繼電保護裝置根據(jù)線路的故障類型，按不同的出線回路數(shù)，設(shè)置相應(yīng)的繼電保護裝置如下： 單回出線保護：適用于織布廠和膠木廠出線。采用兩段式電流保護，即電流速斷保護和過電流保護。其中電流速斷保護為主保護，不帶時限，0S跳閘。：適用于印染廠、配電所和煉鐵廠出線。采用平行雙回線路橫聯(lián)方向差動保護